Геология. Петрология

1.

Geology.
Petrology.

2.

3.

Секция I: Химическое и
физическое строение Земли.
Section I: Physical and chemical
composition of Earth.

4.

5.

Transition zone
(переходная
зона):
Граница между
верхней и
нижней
мантией.

6.

Химический
состав Земли

7.

Секция II: Теория
тектонических плит
Section II: Plate
tectonics theory

8.

Как у нас получилось доказать,
что тектонические плиты
движутся?
How were we able to prove that
tectonic plates move?

9.

10.

11.

12.

Seafloor
spreading theory

13.

Возраст океанической коры

14.

Seafloor spreading theory (Hess)
+
Continental drift theory (Wegener)
=
Plate tectonics theory

15.

Секция III: Классификация
тектонических процессов
Section III: Classification of
tectonic processes

16.

Тектонические плиты в разном понимании

17.

Детализированная тектоническая карта
https://i.redd.it/hu7iqxie0y241.png

18.

19.

20.

Сравнение континентальной и
океанической земной коры
Земная кора
Океаническая
Континентальная
Толщина
6-10 км в среднем
35-40 км, до 60-70 км в
горах
Возраст пород
Очень молодые
(меньше 200 млн. лет)
Очень старые (более
1.5 млрд. лет)
Плотность
(масса)
Тяжелее, плотность
около 3.5
Легче, плотность около
2.6
Природа
Тёмные по цвету,
самые
распространённые базальты
Светлые по цвету,
самые
распространённые граниты

21.

22.

Виды границ плит

23.

Классификация тектонических
процессов

24.

25.

Субдукция
(а) Океан-Континент
(б) Океан-Океан

26.

Коллизия

27.

Трансформные разломы и зоны
излома

28.

29.

Субдукция “океаническая-океаническая
плита”

30.

31.

32.

Секция IV: Магматизм
Section IV: Magmatic
processes

33.

34.

Магматические тела
– интрузивные и
эффузивные
1. Laccolith,
2. Small dike,
3. Batholith,
4. Dike,
5. Sill,
6. Volcanic neck, pipe,
7. Lopolith.

35.

Расположение вулканов

36.

37.

38.

39.

40.

Виды вулканов (по
происхождению)
Субдукция
Спрединг
“Горячие точки”

41.

Больше современной теории о
тектонических движения и
вулканизме (на английском)
https://www.youtube.com/watch?v=3C2HVOBg5s&pp=ugMICgJydRABGAE%3D

42.

Виды вулканов (по характеру
извержения)
Виды
извержений
Магматические
Фреатические
Фреатомагматические

43.

Magmatic eruptions (1)

44.

Magmatic eruptions (2)

45.

Фреатомагматические
извержения
1. Сюртсейский (гидроэксплосивный)
2. Подводный
3. Подлёдный

46.

Фреатические извержения
Фреатические извержения (или паровые извержения) - это тип извержений, вызванных
расширением пара. Когда холодная грунтовая или поверхностная вода вступает в контакт с
горячей породой или магмой, она перегревается и взрывается, разрушая окружающую породу
и выбрасывая смесь пара, воды, пепла, вулканических бомб и вулканических блоков.
Отличительной чертой фреатических взрывов является то, что они выбрасывают только
фрагменты ранее существовавшей твердой породы из вулканического канала; новая магма
не извергается. Поскольку они вызваны растрескиванием пластов горных пород под давлением,
фреатическая активность не всегда приводит к извержению; если поверхность скалы достаточно
прочна, чтобы выдержать взрывную силу, прямых извержений может не произойти, хотя трещины
в скале, вероятно, будут развиваться и ослаблять ее, способствуя будущим извержениям.
Часто становящиеся предвестниками будущей вулканической активности, фреатические
извержения, как правило, слабые, но были и исключения. Некоторые фреатические события
могут быть вызваны землетрясением, другим предвестником вулкана, и они также могут
распространяться вдоль линий дамб. Фреатические извержения образуют базовые волны,
лахары, лавины и «дождь» из вулканических глыб. Они также могут выпускать смертельно
ядовитый газ, способный задушить любого, кто окажется в зоне действия извержения.

47.

Виды вулканов (по строению)

48.

49.

50.

Базальтовая (щелочная) лава
Риолитовая (кислая) лава
Более раскалённая (1200 С), текучая, может
течь большое расстояние до застывания
Более вязкая и менее раскалённая (800 С),
течёт медленно, быстро застывает
Малое содержание SiO2 (кремнезёма)
Большое содержание кремнезёма SiO2
Образует плавные, но большие по площади
формы рельефа
Образует формы рельефа с крутыми
склонами и меньшей площадью
Извержения частые, но мягкие и слабые
Извержения редкие, но разрушительные
Извергается лава и пепел
Помимо лавы и пепла - газы, сажа, цельные
куски пород
Образуется на конструктивных границах
плит (спрединг) и в зонах hot spots
Образуется на деструктивных границах плит
(субдукция/коллизия)

51.

Секция V: Введение в
петрологию
Section V: Introduction to
petrology.

52.

53.

54.

Rock cycle.
Круговорот горных
пород.

55.

56.

Absolute Dating
Абсолютное датирование

57.

Relative Dating Principles
Принципы относительного датирования
• Tarbuck, 349 (374 в pdf-файле)

58.

Секция VI:
Магматические породы
Section VI: Igneous rocks

59.

Базальтовая (щелочная) лава
Риолитовая (кислая) лава
Более раскалённая (1200 С), текучая, может
течь большое расстояние до застывания
Более вязкая и менее раскалённая (800 С),
течёт медленно, быстро застывает
Малое содержание SiO2 (кремнезёма)
Большое содержание кремнезёма SiO2
Образует плавные, но большие по площади
формы рельефа
Образует формы рельефа с крутыми
склонами и меньшей площадью
Извержения частые, но мягкие и слабые
Извержения редкие, но разрушительные
Извергается лава и пепел
Помимо лавы и пепла - газы, сажа, цельные
куски пород
Образуется на конструктивных границах
плит (спрединг) и в зонах hot spots
Образуется на деструктивных границах плит
(субдукция/коллизия)

60.

Химический состав магматических пород
(%)

61.

Магматические
породы
Содержание SiO2 (по убыванию)
/ Цвет (от тёмного к светлому)

62.

63.

Ряд реакций Боуэна:
объясняет, почему некоторые минералы не встречаются в
пределах одной магматической горной породы.

64.

65.

Классификация
магматических
пород
(текстура+соста
в лавы)

66.

Эффузивные (вулканические) vs интрузивные
(плутонические) породы:
один химический состав, разная текстура.
Базальт
-
Габбро
https://geol105.sitehost.iu.edu/images/gaia_chapter_5/igneous_rock_textur
es.htm

67.

Секция VII: Осадочные
породы
Section VII: Sedimentary
rocks

68.

Обломочные
осадочные
породы
Конгломерат
Брекчия
Песчаник
Аркоза
Алевролит
Аргиллит
(и не только)

69.

Хемо- и биогенные
осадочные горные
породы
Кристаллический/микрокри
сталлический известняк
Травертин
Ракушняк
Ископаемый известняк
Мел
Кремень
Каменный гипс
Каменная соль
Битумный уголь (каменный
уголь)

70.

71.

Перенос и размещение
осадков
Sedimentary rocks are formed when sediment is deposited out of
air, ice, wind, gravity, or water flows carrying the particles in
suspension. This sediment is often formed when weathering and
erosion break down a rock into loose material in a source area. The
material is then transported from the source area to the deposition
area. The type of sediment transported depends on the geology of
the hinterland (the source area of the sediment). However, some
sedimentary rocks, such as evaporites, are composed of material
that form at the place of deposition. The nature of a sedimentary
rock, therefore, not only depends on the sediment supply, but
also on the sedimentary depositional environment in which it
formed.

72.

Свойства осадочных пород:
Цвет
Цвет осадочной породы часто в основном определяется железом,
элементом с двумя основными оксидами: оксидом железа (II) и оксидом
железа (III). Оксид железа (II) (FeO) образуется только в условиях низкого
содержания кислорода (бескислородных) и придает породе серый или
зеленоватый цвет. Оксид железа (III) (Fe2O3) в более богатой кислородом
среде часто встречается в форме минерального гематита и придает
породе цвет от красноватого до коричневатого. В засушливом
континентальном климате горные породы находятся в непосредственном
контакте с атмосферой, и окисление является важным процессом,
придающим горным породам красный или оранжевый цвет. Мощные
толщи красных осадочных пород, образовавшихся в засушливом
климате, называются красными пластами. Однако красный цвет не
обязательно означает породу, образовавшуюся в континентальной среде
или в засушливом климате.

73.

74.

Свойства осадочных пород: Цвет
(2)
Присутствие органического материала может окрасить
камень в черный или серый цвет. Органический материал
образуется из мертвых организмов, в основном растений.
Обычно такой материал со временем разлагается в
результате окисления или активности бактерий. Однако в
бескислородных условиях органический материал не
может разлагаться и оставляет темный осадок, богатый
органическим материалом. Это может, например,
происходить на дне глубоких морей и озер. В таких средах
мало перемешивания воды; в результате кислород из
поверхностных вод не снижается, и отложенный осадок
обычно представляет собой мелкую темную глину. Поэтому
темные породы, богатые органическим материалом,
часто представляют собой сланцы.

75.

Свойства осадочных пород:
Текстура
Размер, форма и ориентация обломков* (исходных кусков породы) в осадке называется его текстурой.
Текстура представляет собой мелкомасштабное качество породы, но определяет многие ее
крупномасштабные свойства, такие как плотность, пористость, или проницаемость.
Трехмерная ориентация обломков называется структурой породы. Размер и форму обломков можно
использовать для определения скорости и направления течения в осадочной среде, которое перемещало
обломки от их происхождения; мелкая известковая грязь оседает только в спокойной воде, тогда как гравий
и более крупные обломки перемещаются только быстро движущейся водой. Размер зерен породы обычно
выражается по шкале Вентворта, хотя иногда используются альтернативные шкалы. Размер зерен может
быть выражен как диаметр или объем, и всегда является средним значением, так как горная порода
состоит из обломков разного размера. Статистическое распределение размеров зерен различно для
разных типов пород и описывается свойством, называемым сортировкой породы. Когда все обломки имеют
более или менее одинаковый размер, порода называется «хорошо отсортированной», а когда имеется
большой разброс в размерах зерен, порода называется «плохо отсортированной».
Форму обломка можно описать с помощью четырех параметров:
Текстура поверхности описывает объем мелкомасштабного рельефа поверхности зерна, который
слишком мал, чтобы влиять на общую форму. Например, для эоловых песчаников характерны матовые
зерна, покрытые мелкомасштабными трещинами.
Округление описывает общую гладкость формы зерна.
Сферичность описывает степень приближения зерна к сфере.
Форма зерна описывает трехмерную форму зерна.
Химические осадочные породы имеют необломочную текстуру, полностью состоящую из кристаллов. Для
описания такой текстуры нужны только средние размеры кристаллов и ткани.

76.

Трансгрессия
Transgression
При изменении уровня моря, на
одной и той же территории
образуются иные горные породы.
При повышении уровня моря
поверх образующегося на
побережье или вблизи его
песчаника образуются
свойственные дну океана породы
(сланец и известняк).

77.

Регрессия
Regression
При понижении уровня моря
происходит обратное: мы можем
увидеть следующие слои пород в
порядке сверху вниз: песчаниксланец-мел, при том, что при
трансгрессии порядок обратный.

78.

79.

Секция VIII:
Метаморфические породы
Section VIII: Metamorphic
rocks

80.

Метаморфизм – работа огня и давления
над изменением горных пород

81.

82.

83.

Самые распространённые
метаморфические породы
(слоенные/неслоенные)

84.

Вспомогательная литература
Earth Science – Tarbuck, Lutgens, Tasa (ссылку можно найти на ask.bc-pf.org):
1. Есть большинство тем, нужных для физической географии на IGeO –
охват тем даже лучше, чем в Integrated Approach + почти всё, что нужно для
отбора и участия на IESO
Geography. Integrated Approach – David Waugh (ссылку можно найти на
ask.bc-pf.org)
https://www.youtube.com/watch?v=rWp5ZpJAIAE (Brief History of Geologic Time)
https://www.youtube.com/watch?v=Kn2KFC8cX-g (Deep Dive: New Madrid
Earthquake)
По многим темам из презентации есть качественные видео на Youtube. Не
забудьте проверять достоверность источников видео.